CN102298385A

CN102298385A - 空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置

Info

Publication number: CN102298385A
Application number: CN2011101103567A
Authority: CN
Inventors: 张璞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明公开了一种空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置，控制装置包括对应急跳伞区域的地形地貌自动分辨、自动规避地面危险区、自动选择安全降落点，和对高度、方位和降落点的距离等信号采集、电脑控制运算、信号放大、伺服机构、操纵部件。控制过程：应急跳伞→自动开启装置、测量高度，确认开伞→启动控制装置→计算并寻找降落地点→查询降落地点地形地貌和可能的危险情况→选定降落点→计算降落伞方位与已设定投放点之间的方位角差和距离差→发出数字信号→信号放大→驱动步进电机，动态操纵降落伞方向角调整→降落伞落地，关闭伺服机构→打开位置信号发射部件。适用于空军飞行员遇险逃生跳伞后，自动寻找安全降落区域，保障飞行员生命安全。

Description

空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置

技术领域

本发明涉及一种空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置，适用于飞行人员应急逃生自动安全降落。

背景技术：

目前，空军飞行员应急逃生跳伞后，其降落方式仍采用无控制自由飘落方式，或飞行员操纵下的简单降落方式。当降落区域处于地形地貌复杂和云、雾、夜间气象，或处于交通道路、电力通讯线路设施、城镇建筑、油库电站等不能降落的危险区域，或飞行员处于受伤状态时，目前的飞行员逃生降落方式已不能适应新的作战要求。空战中，飞行员逃生跳伞后的末段安全实现数字化自动控制已成为必须和可能。

发明内容：

为解决现有技术的不足，本发明提供一种空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置，实现空军飞行人员应急逃生自动安全降落。

本发明所采用的技术方案是：控制装置包括降落区域地理信息查询、选择降落位置、规避降落区域内的危险区和选定降落点的信息处理；以及降落伞与选定降落点的高度、方位和距离差的信号采集、电脑控制部件、信号放大、操纵伺服部件；对降落高度差、方位差和距离差的计算，发出调控数字信号，信号经放大，驱动步进电机，步进电机根据脉冲信号控制转动角度，实现对降落装置控制绳进行不同方位角的拉动控制；降落装置落地后，开启位置信号发射和灯光信号显示(夜间)。

电脑控制部件包括地理信息、降落区域风险规避和选定降落点系统、测高部件、导航部件和控制部件，当飞行员跳伞逃生时，控制装置自动开启电源，当降落速度＜1米/100ms时，确认降落伞已打开，即触发系统自动接通控制装置的全部电源，启动地理信息系统、降落区域风险规避和选定降落点系统、信号采集与电脑运算控制、信号放大、伺服操纵机构，分别发出方位角差、距离差和高度差三组数字控制信号。

伺服机构包括步进电机、电磁离合器等，经放大的输入脉冲信号和电脑发出的控制信号分别连接不同方位电磁离合器，结合步进电机的正反转，实现单台电机带动两个控制绳操作。

当下降速度＝0/s确认落地后，位置信号发射器和夜间灯光显示部件自动启动，发出飞行员所在位置无线信号和夜间灯光显示信号。

即实现装置控制的过程为：飞行员跳伞→测量高度，确认开伞→启动控制装置→查询降落区域，规避降落风险区，选定降落点→计算降落伞方位与设定降落点之间的方位角差和距离差→发出数字信号→信号放大→驱动步进电机，动态操纵降落伞方向角调整→飞行员落地→打开位置信号发射和灯光显示部件，关闭伺服操纵机构。

本发明的有益效果是：通过对降落区域的查询，规避降落区风险，选定降落点，与设定的降落点高度差、方位差、距离差等控制数据的循环计算，应用负反馈自动控制原理，完成开伞后的全部操作调整控制，并在落地后自动发出位置信号和灯光显示信号等功能，达到跳伞后的飞行员在复杂气象和地理环境下的安全降落逃生目的，改变目前的飞行员逃生伞降方式可能带来的各种危害等问题。可实现高空和超低空飞行员伞降自动控制；可达到降落半径＜100米的精确降落；可在恶劣气象环境和复杂地形地貌条件下的飞行员精确降落，保证飞行员逃生末段过程安全。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为降落伞应用示意图；

图3为定位控制器流程图；

图4为电脑控制器流程图。

图中：1、降落伞，2、承重伞绳，3、方位控制伞绳，4、数字定位降落控制装置，5、飞行员

具体实施方式

如图2所示，全部控制装置包括降落伞1、承重伞绳2、方位控制伞绳3、数字降落控制装置4(简称控制装置)、空降货物5。

1、飞行员遇险情弹射跳伞逃生。

2、自动打开控制装置电源测高，寻找卫星定位系统确定位置，地理信息系统开始查询降落区域，规避降落区域内的各种风险区，选定安全降落点1和备选安全降落点2。

3、当降落速度＜1米/100ms时，确认降落伞打开，启动伺服操纵机构。

控制装置可适应从高于10000米以上的高空，或飞行员自动弹射座椅保证的最低降落高度区间。

4、降落伞打开并选定安全降落地点后，即触发系统自动接通伺服操纵部件全部电源，开始信号采集、电脑控制、信号放大、操纵伺服机构工作。

5、导航部件测出的降落伞所处方位，经电脑与选定的降落位置点进行高度、方位和距离差的运算后，分别发出高度、方位角、距离差三组数字控制信号。

6、三组信号经放大后，分别接通相应电磁离合器，驱动步进电机。

7、步进电机根据接收的脉冲信号，转动到不同的角度，分别拉下方位控制伞绳的不同幅度，利用空气动力学原理，实现降落伞下降角度和距离差纠正调整的操纵过程。

8、当下降速度等于0米/s时，确认降落伞落地，控制装置打开位置信号发射器和夜间灯光显示器，关断其余伺服控制部件电源。

Claims

1.一种空军飞行员应急跳伞数字化安全降落控制装置，控制装置包括对应急跳伞区域的地理信息自动查询、寻找降落位置、规避地面危险区、选定安全降落点等数据信号采集运算，以及高度、方位和距离的信号采集、电脑运算控制部件、信号放大、伺服操纵部件，降落高度差、与设定点的方位差和距离差的计算，发出调控数字信号，信号经放大，驱动步进电机，步进电机根据脉冲信号控制转动角度，对降落装置控制绳进行不同方位角的拉动控制，实现下降方位的多种角度调整；降落装置落地后，发射所处位置的无线和灯光信号，提供飞行员降落的具体地点。

2.根据权利要求1所述的数字定位降落控制装置，其特征在于：飞行员逃生跳伞后，自动打开控制装置电源和测高部件，当降落速度＜1米/100ms确认降落伞打开时，即自动触发电脑部件，进行应急降落区域的地理信息查询、寻找降落位置、规避地面危险区域、选定安全降落点1和备用安全降落点2。

3.根据权利要求1所述的数字定位降落控制装置，其特征在于：当选定降落点后自动打开控制装置全部电源，启动信号采集、控制运算、信号放大、伺服操纵机构，分别发出与选定降落点的方位角差、距离差和高度差三组数字控制信号。

4.根据权利要求1所述的数字定位降落控制装置，其特征在于：伺服机构包括步进电机、电磁离合器，经放大的输入脉冲信号和电脑发出的控制信号分别连接不同的电磁离合器，结合步进电机的正反转，实现用一部电机带动两个方位角控制绳的操作。

5.根据权利要求1所述的数字定位降落控制装置，其特征在于：自动判定降落伞落地后，打开位置信号发射部件，将其所在位置发送给营救人员，同时自动关闭控制与伺服机构电源、将控制装置所有设定数据复位，以再使用。

飞行员如在夜间，其所处位置也可通过灯光信号显示。